چقدر در مورد BESS می دانید؟

سیستم ذخیره انرژی باتری (BESS) یک سیستم باتری در مقیاس بزرگ مبتنی بر اتصال به شبکه است که برای ذخیره برق و انرژی استفاده می شود. چندین باتری را با هم ترکیب می کند تا یک دستگاه ذخیره انرژی یکپارچه را تشکیل دهد.

1. سلول باتری: به عنوان بخشی از سیستم باتری، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

2. ماژول باتری: متشکل از چندین سلول باتری متصل به سری و موازی، شامل سیستم مدیریت باتری ماژول (MBMS) برای نظارت بر عملکرد سلول های باتری است.

3. دسته باتری: برای قرار دادن چندین ماژول متصل به سری و واحدهای حفاظت باتری (BPU) استفاده می شود که به عنوان کنترل کننده کلاستر باتری نیز شناخته می شود. سیستم مدیریت باتری (BMS) برای کلاستر باتری، ولتاژ، دما و وضعیت شارژ باتری ها را در حالی که چرخه شارژ و دشارژ آنها را تنظیم می کند، نظارت می کند.

4. کانتینر ذخیره انرژی: می تواند چندین خوشه باتری متصل به موازات را حمل کند و ممکن است به سایر اجزای اضافی برای مدیریت یا کنترل محیط داخلی کانتینر مجهز شود.

5. سیستم تبدیل برق (PCS): جریان مستقیم (DC) تولید شده توسط باتری ها از طریق PCS یا اینورترهای دو طرفه برای انتقال به شبکه برق (تاسیسات یا کاربران نهایی) به جریان متناوب (AC) تبدیل می شود. در صورت لزوم، این سیستم می تواند برای شارژ باتری ها از شبکه برق نیز استخراج کند.

اصل کار سیستم های ذخیره انرژی باتری (BESS) چیست؟

اصل کار سیستم ذخیره انرژی باتری (BESS) عمدتاً شامل سه فرآیند است: شارژ، ذخیره سازی و تخلیه. در طول فرآیند شارژ، BESS انرژی الکتریکی را از طریق یک منبع تغذیه خارجی در باتری ذخیره می کند. بسته به طراحی سیستم و الزامات برنامه، پیاده سازی می تواند جریان مستقیم یا جریان متناوب باشد. هنگامی که نیروی کافی توسط منبع تغذیه خارجی تامین می شود، BESS انرژی اضافی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند و آن را در باتری های قابل شارژ به شکل تجدید پذیر داخلی ذخیره می کند. در طول فرآیند ذخیره سازی، زمانی که منبع خارجی کافی وجود ندارد یا وجود ندارد، BESS انرژی ذخیره شده کاملا شارژ شده را حفظ می کند و پایداری خود را برای استفاده در آینده حفظ می کند. در طول فرآیند تخلیه، زمانی که نیاز به استفاده از انرژی ذخیره شده وجود دارد، BESS مقدار مناسبی از انرژی را با توجه به تقاضا برای راندن دستگاه‌ها، موتورها یا دیگر اشکال بار آزاد می‌کند.

مزایا و چالش های استفاده از BESS چیست؟

BESS می تواند مزایا و خدمات مختلفی را به سیستم قدرت ارائه دهد، مانند:

1. افزایش یکپارچگی انرژی های تجدیدپذیر: BESS می تواند انرژی تجدیدپذیر اضافی را در دوره های تولید زیاد و تقاضای کم ذخیره کند و آن را در دوره های تولید کم و تقاضای بالا آزاد کند. این می تواند کاهش باد را کاهش دهد، میزان استفاده از آن را بهبود بخشد و تناوب و تغییرپذیری آن را از بین ببرد.

2. بهبود کیفیت توان و قابلیت اطمینان: BESS می تواند پاسخ سریع و انعطاف پذیری به نوسانات ولتاژ و فرکانس، هارمونیک ها و سایر مسائل مربوط به کیفیت توان ارائه دهد. همچنین می تواند به عنوان منبع تغذیه پشتیبان عمل کند و از عملکرد شروع سیاه در هنگام قطع شدن شبکه یا شرایط اضطراری پشتیبانی کند.

3. کاهش تقاضای اوج مصرف: BESS می‌تواند در ساعات غیر اوج مصرف زمانی که قیمت برق پایین است شارژ شود، و در ساعات اوج مصرف زمانی که قیمت‌ها بالا است، تخلیه شود. این امر می تواند اوج تقاضا را کاهش دهد، هزینه های برق را کاهش دهد و نیاز به افزایش ظرفیت نسل جدید یا ارتقاء انتقال را به تاخیر بیاندازد.

4. کاهش انتشار گازهای گلخانه ای: BESS می تواند اتکا به تولید مبتنی بر سوخت فسیلی را به ویژه در دوره های اوج کاهش دهد، در حالی که سهم انرژی های تجدید پذیر را در ترکیب نیرو افزایش می دهد. این به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش اثرات تغییرات آب و هوایی کمک می کند.

با این حال، BESS همچنین با چالش هایی روبرو است، مانند:

1. هزینه بالا: در مقایسه با سایر منابع انرژی، BESS هنوز نسبتاً گران است، به ویژه از نظر هزینه های سرمایه، هزینه های بهره برداری و نگهداری و هزینه های چرخه عمر. هزینه BESS به عوامل زیادی مانند نوع باتری، اندازه سیستم، کاربرد و شرایط بازار بستگی دارد. همانطور که فناوری بالغ می شود و مقیاس آن افزایش می یابد، انتظار می رود هزینه BESS در آینده کاهش یابد، اما ممکن است همچنان مانعی برای پذیرش گسترده باشد.

2. مسائل ایمنی: BESS شامل ولتاژ بالا، جریان زیاد و دمای بالا است که خطرات بالقوه ای مانند خطرات آتش سوزی، انفجار، شوک الکتریکی و غیره را به همراه دارد. اگر به درستی مدیریت یا دفع نشود. استانداردها، مقررات و رویه‌های ایمنی سختگیرانه برای اطمینان از عملکرد و مدیریت ایمن BESS مورد نیاز است.

5. اثرات زیست محیطی: BESS ممکن است اثرات منفی بر محیط زیست داشته باشد از جمله کاهش منابع، مسائل کاربری زمین، مشکلات استفاده از آب، تولید زباله، و نگرانی های آلودگی. BESS به مقادیر قابل توجهی از مواد خام مانند لیتیوم، کبالت، نیکل، مس و غیره نیاز دارد. در سطح جهانی کمیاب با توزیع نابرابر. BESS همچنین آب و زمین را برای نصب و راه اندازی تولید و عملیات معدن مصرف می کند. BESS تولید می کند ضایعات و انتشار گازهای گلخانه ای در طول چرخه زندگی آن که می تواند بر کیفیت خاک آب هوا تأثیر بگذارد.

کاربردهای اصلی و موارد استفاده BESS چیست؟

BESS به طور گسترده ای در صنایع و کاربردهای مختلف مانند تولید برق، تاسیسات ذخیره انرژی، خطوط انتقال و توزیع در سیستم قدرت و همچنین خودروهای الکتریکی و سیستم های دریایی در بخش حمل و نقل استفاده می شود. همچنین در سیستم های ذخیره انرژی باتری برای ساختمان های مسکونی و تجاری استفاده می شود. این سیستم ها می توانند نیازهای ذخیره سازی انرژی مازاد را برآورده کنند و ظرفیت پشتیبان را برای کاهش بار اضافی در خطوط انتقال و توزیع فراهم کنند و در عین حال از ازدحام در سیستم انتقال جلوگیری کنند. BESS در میکرو شبکه ها که شبکه های برق توزیع شده متصل به شبکه اصلی یا به طور مستقل کار می کنند، نقش مهمی ایفا می کند. ریزشبکه‌های مستقل واقع در مناطق دورافتاده می‌توانند به BESS ترکیب شده با منابع انرژی تجدیدپذیر متناوب برای دستیابی به تولید برق پایدار و در عین حال کمک به جلوگیری از هزینه‌های زیاد مرتبط با موتورهای دیزل و مسائل آلودگی هوا، تکیه کنند. BESS در اندازه‌ها و پیکربندی‌های مختلفی عرضه می‌شود که هم برای تجهیزات خانگی در مقیاس کوچک و هم برای سیستم‌های ابزار در مقیاس بزرگ مناسب است. آنها را می توان در مکان های مختلف از جمله خانه ها، ساختمان های تجاری و ایستگاه های فرعی نصب کرد. علاوه بر این، آنها می توانند به عنوان منابع برق پشتیبان اضطراری در هنگام خاموشی خدمت کنند.

انواع مختلف باتری های مورد استفاده در BESS چیست؟

1. باتری های سرب اسید پرمصرف ترین نوع باتری هستند که از صفحات سربی و الکترولیت اسید سولفوریک تشکیل شده است. آنها به دلیل هزینه کم، فناوری بالغ و طول عمر بالا بسیار مورد توجه قرار می گیرند که عمدتاً در زمینه هایی مانند راه اندازی باتری ها، منابع برق اضطراری و ذخیره انرژی در مقیاس کوچک استفاده می شوند.

2. باتری های لیتیوم یون، یکی از محبوب ترین و پیشرفته ترین انواع باتری ها، از الکترودهای مثبت و منفی ساخته شده از فلز لیتیوم یا مواد کامپوزیت همراه با حلال های آلی تشکیل شده است. آنها دارای مزایایی مانند چگالی انرژی بالا، راندمان بالا و اثرات زیست محیطی کم هستند. نقش مهمی در دستگاه های تلفن همراه، وسایل نقلیه الکتریکی و سایر برنامه های ذخیره سازی انرژی ایفا می کند.

3. باتری های جریان، دستگاه های ذخیره انرژی قابل شارژی هستند که با استفاده از رسانه های مایع ذخیره شده در مخازن خارجی کار می کنند. از ویژگی های آنها می توان به چگالی انرژی کم اما راندمان بالا و عمر طولانی اشاره کرد.

4. علاوه بر این گزینه های ذکر شده در بالا، انواع دیگری از BESS مانند باتری های سدیم-گوگرد، باتری های نیکل-کادمیم و خازن های فوق العاده نیز برای انتخاب در دسترس هستند. هر کدام دارای ویژگی های متفاوت و عملکرد مناسب برای سناریوهای مختلف هستند.